电子科技大学材料与能源学院，四川 成都 611731
热载流子弛豫过程中的能量损失是限制太阳能电池器件效率进一步提升的主要因素。近年来，研究人员提出基于热载流子能量利用的光伏器件概念，旨在热载流子弛豫到能带边缘之前将其能量收集利用。相较于传统半导体，钙钛矿材料具有更缓慢的热载流子弛豫速率，具备实现热载流子太阳能电池的潜力。首先介绍了热载流子太阳能电池的主要结构，总结了钙钛矿材料在热载流子弛豫过程和有效提取方面的研究进展，并探讨了目前合适的热载流子提取材料，最后对钙钛矿材料在热载流子太阳能电池中的发展方向进行了展望。
热载流子 热载流子提取 钙钛矿 时间分辨 太阳能电池 激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316021
1 国防科学技术大学航天科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 国防科学技术大学图像测量与视觉导航湖南重点实验室, 湖南 长沙 410073
3 海军装备部, 北京 100071
非均态灰度变化和局部景象变化是异源图像配准面临的主要挑战。基于平均局部相位角(MLPA)和频率展开相位一致(FSPC)两种局部频率表达实现了对异源图像的非均态灰度和对比度反转不变的描述，并通过FSPC提取了图像间的公共结构信息；通过目标函数综合MLPA和FSPC的优势，对图像间公共结构信息分配更大的置信度；通过调整单纯型模拟退火算法，避免算法陷于局部最优解。大量真实和仿真实验证明了该方法能有效容忍图像间较大几何变形、景物差异和非均态灰度变化，改善了传统方法的配准精度和稳定性。
机器视觉 图像配准 图像表达 异源图像 局部频率信息 单纯型模拟退火
1 图像测量与视觉导航湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410073
2 国防科学技术大学航天与材料工程学院, 湖南 长沙 410073
3 国防科技大学科研部重点项目处, 湖南 长沙 410073
分析了复杂地面背景下序列图像检测弱小目标的困难, 研究了一种针对场景较复杂的运动弱小目标检测方法。首先将序列图像分割成等间隔的处理单元, 并利用最小二乘匹配进行坐标对齐, 然后使用Top-Hat算子处理图像并进行CFAR分割, 综合考虑处理单元中的每幅图像, 对固定背景干扰进行抑制, 最后根据运动弱小目标轨迹进行检测。进行了三组序列图像实验并绘制了ROC曲线, 证明该方法是一种有效的弱小运动目标检测方法。
复杂地面背景 运动弱小目标检测 最小二乘匹配 固定背景干扰抑制 Radon变换 complicated surface background small target detection LS match Top-Hat Top-Hat constant background noise suppress Radon transform
1 国防科学技术大学 航天与材料工程学院, 长沙 410073
2 图像测量与视觉导航湖南省重点实验室, 长沙 410073
3 航天飞行控制中心, 北京 100000
最小二乘匹配(LSM)对全局灰度和几何畸变有较好的适应性, 得到了广泛应用和重视。但是该方法存在计算量大, 难以实时应用, 以及不能适应局部光照变化等问题。提出了不变系数光照不变最小二乘匹配, 通过固定法方程式系数, 大幅减少了单位迭代计算量。在实际中, 由于成像场景和光照条件的复杂性, 传统的以整体灰度变换模型近似图像间灰度变化往往会存在较大误差, 由于真实灰度畸变模型不易获取和计算, 该问题一直没有得到很好解决。提出了用光照不变描述替换原始灰度描述的方法, 实现了对局部灰度畸变的适应, 并将最小二乘匹配的迭代维数由8维降为6维, 进一步提升了计算速度。理论分析和真实数据实验表明, 该方法较之传统方法计算速度提升6.18倍; 几何变化和局部光照变化仿真实验证明了此方法对局部光照变化有较好的适应性。
固定系数 光照不变 最小二乘匹配 图像配准 fixed coefficient illumination invariant least square match image registration
1 黔南民族师范学院物理与电子科学系， 贵州 都匀 558000
2 贵州财经学院贵州省经济系统仿真重点实验室， 贵州 贵阳 550004
运用有效媒质、薄膜干涉及耦合波理论，结合数值寻优算法，采用不同形式的等效折射率来描述一维亚波长光栅的光谱特性。借助光谱误差函数及耦合波折射率，分别针对TE和TM模，对其他等效折射率在描述亚波长光栅时的有效性加以分析比对。研究结果表明：在光栅结构参数已确定的情况下，当归一化光栅周期Λ/λ<0.30时，TE模的二级近似折射率和精确近似折射率能够对其光谱特性给出高精度的描述；而对于TM模，由于光栅层中高级次谐波影响效应的显著性，导致用相应等效折射率描述其光谱特性时精度下降。此外，在采用不同形式的等效折射率计算亚波长光栅光谱特性随光栅深度变化关系时，除TE模情形的二级近似折射率以及精确近似折射率外，其他情形采用等效折射率计算得到的光谱均可能与实际光谱产生较大偏差。
光栅 亚波长光栅 等效折射率 等效媒质理论 严格耦合波理论 激光与光电子学进展
2011, 48(10): 100501
中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
大气相干长度是在激光大气传输和自适应光学研究中对大气湍流介质进行定量描述的重要参量。介绍了利用激光大气闪烁测量反演大气相干长度和利用差分像运动测量法(DIMM)测量光波到达角起伏方差来确定大气相干长度的两种不同测量方法,并根据光波到达角起伏和激光大气闪烁这两种不同方法测量大气相干长度的仪器,在相同的近地面传播路径上进行对比实验观测,两者测量结果有时存在一定的偏差,但其量级和时间变化趋势基本一致,这两种测量方法相互得到了验证。最后还对实验观测结果进行了讨论,分析了误差产生的原因。
大气光学 大气相干长度 对比实验 测量
中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽,合肥,230031
介绍了一种斜程有限距离上大气相干长度的测量系统和方法,用系留气球搭载一个点光源,在地面用差分像运动测量法测量光波到达角起伏方差来确定实时的斜程大气相干长度值,与湍流廓线测量实验进行了对比,实验结果分析光学湍流廓线积分与相干长度仪测量二者的相关性较好.
大气光学 大气传输 大气相干长度 斜程测量 atmospheric optics atmospheric transmission atmospheric coherence length bevel propagation path
中国科学院,安徽光学精密机械研究所,安徽,合肥,230031
用两种方法获得有限高度斜程大气相干长度.一种方法用安置在测量铁塔上的温度脉动仪以及多普勒声雷达测量了大气边界层下部折射率结构常数廓线,用以计算有限高度球面波斜程大气相干长度;另一种方法用系留气球搭载一个点光源,在地面用差分光学系统接收球面波到达角起伏法测量了实时斜程大气相干长度.对实验结果进行了比较和分析,二者都反映了实际大气斜程相干长度的时间变化特点.两种方法结果的相关性比较好,因此两种方法都可以在大气光学传输研究中应用.最后在实验的基础上对湍流廓线计算球面波斜程大气相干长度作了讨论.
大气相干长度 折射率结构常数 斜程 实验 Atmospheric coherent length Turbulence profile Slope way Experiment
中国科学院,安徽光学精密机械研究所,安徽,合肥,230031
介绍了利用差分像运动测量法测量光波到达角起伏方差来确定大气相干长度的方法,阐述了一种能对大气相干长度进行昼夜测量的日夜两用型大气相干长度仪的测量原理与结构,经过长期昼夜观测分析得知:整层大气湍流强度有随时间变化的趋势,这种趋势与近地面层的湍流强度的时间变化特征基本吻合,即在日出后和日没前两段时间内的相干长度值远大于其它时间段内的值.
大气传输 大气相干长度 统计特征 Atmospheric transmission Atmospheric coherence length Statistical characteristics
中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学研究室,合肥,230031
理论分析了湍流介质中一定孔径内光强起伏(闪烁)的频谱特征,在6.8 km的大气传播距离上同时测量了激光在针孔和??260 mm孔径内的闪烁,根据两者功率谱特征的对比分析结果以及两者闪烁均方差间的关系,指出孔径平均效应可以在一定程度上消除激光大气闪烁的饱和效应,从而可以利用孔径平均效应在临界强起伏条件下测量湍流强度.
光传播 闪烁饱和 孔径平均效应
